EI变压器设计步骤

已知变压器初级电压Ｕ1=220V,频率f=50Hz次级电压Ｕ２=20V,电流Ｉ2=1A编写者：黄永吾EI型变压器设计软件计算步骤如下：1.计算变压器功率容量：------------------------22.选择铁芯型号：------------------------------33.计算铁芯磁路等效长度：----------------------34.计算铁芯有效截面积：------------------------45.计算变压器等效散热面积：--------------------46.计算铁芯重量：------------------------------47.计算胶芯容纳导线面积：----------------------58.初定电压调整率：----------------------------79.选择负载磁通密度：--------------------------710.计算匝数：-------------------------------711.计算空载电流：---------------------------712.计算次级折算至初级电流：-----------------913.计算铁芯铁损：---------------------------914.计算铁损电流：---------------------------915.计算初级电流:---------------------------10以下为结构计算：16.计算各绕组最大导线直径：----------------1017.校核能否绕下:---------------------------1018.计算各绕组平均长度：--------------------1119.计算各绕组导线电阻:---------------------1120.计算各绕组导线质量：--------------------1221.计算各绕组铜损：------------------------1222.计算各绕组次级空载电压:-----------------1223.核算各绕组次级负载电压:-----------------1224.核算初级电流:---------------------------1225.核算电压调整率：-----------------------12重复8~24项计算三次：26.修正次级匝数:---------------------------13重复8~24项计算三次：27.核算变压器温升:-------------------------1411．计算变压器功率容量例:设计一变压器初级电压220伏、频率50Hz、次级电压20V、次级电流1A，选用铁芯EI-57×25，H500.5mm白片，要求电压调整率10%,温升小于65℃。初定负载磁通密度1.55T。要求采用抽屉式胶芯。例：次级电压U2=20伏，电流I2=1安，纯阻负载VA换算=20×1=202．选铁芯型号与尺寸：23AL2.5A,H1.5Ah0.5A,48时。C即L48以上时当铁心规格EI====≥−铁芯型号ACLhHEI-2886281725EI-359.67.73519.529.5EI-41138412133EI-48168482440EI-54189542745EI-57199.55728.547.5EI-602010603050EI-662211663355EI-7625.412.776.238.163.5EI-8628.614.385.842.971.5EI-963216964880EI-1053517.510552.587.5EI-11438191145795EI-13344.422.2133.266.61113．计算铁芯磁路等效长度：cl()1.857L5.57AA0.5π40.5πA2C2hl8）48以上（含EI－4EIc==+=++=−()10.58cm105.8mm571.8571.857L5.57AA0.5π40.5πA2C2hl57例：EIc==×===+=++=−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−++⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−+=−42CAL0.25Aπ2C2CALA2hl采用公式：48磁路平均长度以下小于EIc6.86cm40.7720.963.50.960.25π0.7720.7720.963.50.962h42CAL0.25Aπ2C2CALA1.952l35例：EIc=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛×−−+×+×⎟⎠⎞⎜⎝⎛×−−+=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−++⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−+×=−铁芯磁路平均长度（cm）cl3型号EI-28EI-35EI-41EI-48EI-54EI-57EI-60cl5.866.868.158.9110.0310.5811.14型号EI-66EI-76EI-86EI-96EI-105EI-114EI-133cl12.2514.1515.9317.8219.4921.1724.734．．计算铁芯有效截面积Ac：)(cmKBAA2C11c−−××=铁心片占空系数K−−C铁芯片厚度0.35mm0.5mm占空系数0.950.96)A－－铁心舌宽（cm铁心片叠厚（cm)B11−−例：铁芯EI57×250.5mm铁芯片)4.56(cm0.962.51.9KBAA2C11c=××=××=5．计算变压器等效散热面积：F变压器等效散热面积分铁芯散热面积线圈散热面积两部分；cFwF2wccmFFF−−+=()()()()211ccm2ChAHL2LH2B0.01铁心散热面积F−+−++=()()22wcm2ππ2CAhπCA0.02线圈散热面积F−+++=)铁心叠厚（cm式中B211−−()()(()()()(()()()()())40.73(cm9.52π9.5192h9.5π190.02cm2ππ2CAhπCA0.02线圈散热面积Fcm84.7528.59.521947.55725747.52520.012ChAHL2LH2B0.01铁心散热面积F25铁例EI572222w211c=×+××+×+=−+++=−=××+−×++×=+−++=×心))6.计算铁芯质量：cG())铁心体积（cmV)m铁心材料密度（g/cγB2ChHLK0.001γVK铁心质量G3c3c11ccccc−−−−−××==4)54.15(cm25190.006B0.006A铁心体积V厚25mm0.5mm厚.5mm例：铁：铁心片牌号HB0.006ABA60.001铁心体积V48(含8(含48EI32112c112112c=××==−=×××=−)/(85.750)/)(40885.715.5496.033cmgHcmggVKGcccccc=−−=××==γγγ材料铁心材料密度（铁心质量7.计算胶芯容纳导线面积：wA)(21mmDCAw=工字型胶芯型号EI-28EI-35EI-41EI-48EI-54EI-57EI-601C14.917.41921.623.525.627D4.66.36.256.56.27.858.35AW68.5492.61119140146201225型号EI-66EI-76EI-86EI-96EI-105EI-114EI-1331C3034.640454952.8D9.1510.71212.515.615.9AW275370480563762840套装式胶芯:单位：mm型号EI-28EI-35EI-41EI-48EI-54EI-57EI-6051C5.97.47.7910.21111.7D4.15.55.85.86.26.97.3AW24.1940.744.6651.363.2475.985.41型号EI-66EI-76EI-86EI-96EI-105EI-114EI-1331C1315.417.520D8.38.911.312.45AW108137198249王字型胶芯（两空间相同）型号EI-28EI-35EI-41EI-48EI-54EI-57EI-601C8.28.81011.212.512.7D6.26.36.36.27.458.36AW51.2555.446368.293.1106型号EI-66EI-76EI-86EI-96EI-105EI-114EI-1331C14.516.618.82225.2D9.3510.51213.815.2AW136174226305383王字型胶芯（两空间不同）型号EI-28EI-35EI-41EI-48EI-54EI-57EI-60C16.57.58.59.211.211.812.4C27.58.89.5111213.313.5D4.15.55.85.86.26.97.3AW129.64552.759.869.4493.22101AW234.152.858.971.574.4105.1110型号EI-66EI-76EI-86EI-96EI-105EI-114EI-133C113.414.9C215.417.5D9.310.5AW1125156AW214318568.初定电压调整率△U%：电压调整率△U%在10%-30%之间，可初定为15%，通过计算后修正。9.选择负载磁通密度B：小铁芯（EI-57以下）负载磁通密度最大值可选为1.7特，考虑变压器要通过1.1倍的过电压考验，故可选为1.7/1.1≈1.55特。大铁芯（EI-66以上）当铁损大于铜损时，理论证明当铁损等于铜损时，输出功率最大，为降低铁损，负载磁通密度可根据铁损来确定。10.计算匝数Ｎ:铁心占空系数K)铁心几何面积（cmA工作频作频率（f磁通密度（特）B电压调整率（％）ΔU%初级级电源电压（伏U式中：K4.44BfA10200ΔU%1＋U次级级匝数－K4.44BfA10200ΔU%1U初级级匝数－c2c1cc422cc411−−−−−−−−−−−−×⎟⎠⎞⎜⎝⎛×=×⎟⎠⎞⎜⎝⎛−×=134匝0.962.51.9501.554.441020010120K4.44BfA10200ΔU%1＋U次级级匝数－1332匝0.962.51.9501.554.4410200101UK4.44BfA10200ΔU%1U初级级匝数－20V220V，2U50Hz,f10%,ΔU%1.55T,B2557例EI4cc42241cc41121=××××××⎟⎠⎞⎜⎝⎛+×=×⎟⎠⎞⎜⎝⎛×==××××××⎟⎠⎞⎜⎝⎛−×=×⎟⎠⎞⎜⎝⎛−×======−−×−11.计算空载电流：0I7()米）－－磁路平均长－磁路厘米）匝磁场场强度（c01c00l/HNlHI安－安−−−−×=41.7mA0.0417A133210.585.25NlHI1c00==×=×=附录提供H50A.H50N在某一磁通密度下的磁场强度.单位损耗参考数据：由于材料的出厂标准比材料的实际性能大很多，在使用中须根据实际情况修正，例如：H-50材料单位损耗P15/50、材料标准定为13瓦/公斤，厂家推荐典型数据为8瓦/公斤，实际使用为5.4-6.6瓦/公斤,相当于H23的材料标准，磁性能原则上是铁心片尺寸越小距材料性能越远，对空载电流来讲，H-50空载电流要小于H-23，但空载损耗则H-23要比H50小。也就是说为满足空载电流应选H50材料，为满足温升要求应选单位铁损小于H50的材料。12.计算次级折算至初级电流：`1I乘积积之次级级各绕阻电流与匝NI0.101A13321341NNIInn1nn`1−−=×==∑∑13.计算铁芯损耗：瓦）(cp，每每公斤损耗（瓦特时时－－铁－铁心材料在瓦＝，，磁通密度为1.550Hzp2.461.51.555.650.4081.5BpGp15/502215/50cc=⎟⎠⎞⎜⎝⎛××⎟⎠⎞⎜⎝⎛××=14.计算铁损电流：cI0.0112A2202.46UpI1cc===15.计算初级电流：1I()()0.12A0.04170.01120.101IIII22202c`11=++=++=81